تصميم العمليات الإسمنتية - ( الجزء الثالث )

 &من أجل حساب الضغط الضائع أثناء جريان السوائل في البئر يمكن اعتماد الطريقة المناسبة لنوع السائل الإسمنتي، وكذلك نوعية الجريان. كما يمكن اعتماد العلاقة الأتية، والتي تم التوصل اليها اعتمادا على المعطيات الحقلية والخبرة:

حيث إن H عمق البئر (m).

إذا كان عمق البئر H < 2000 m تؤخذ زيادة على قيمة الضغط المحدد بالعلاقة السابقة مقدارها Ps = 8 kgf    / cm2. أما عندما H > 2000 m فتؤخذ الزيادة العظمى Ps = 16 kgf / cm2

إن القيم التي نحصل عليها بتطبيق العلاقة السابقة تختلف عن الأرقام الحقيقية للضغط.

يجب ملاحظة إهمال هذه العلاقة كل العوامل التي يعتمد عليها الضغط الضائع أثناء الجريان باستثناء عمق البئر ( يهمل كل من قطر البئر، والقطر الداخلي والخارجي لمواسير التغليف، والوزن النوعي للسوائل التي تجري في البئر ولزوجاتها والغزارة وسرعة الجريان، ومعامل المقاومات الهيدروليكية  λالذي يعتمد على نوع الجريان ).

تستخدم الطرق التحليلية والبيانية لحساب قيم الضغط الضائع أثناء جريان كل من سائل الحفر وسائل الإزاحة والسائل الإسمنتي في العناصر الآتية: الفراغ الحلقي من القاع وحتى السطح، داخل مواسير التغليف، الفتحة المركزية للفاصل الإسمنتي الأول، حذاء مواسير التغليف، رأس السمنة، أنابيب وصل وحدات الضخ مع رأس السمنتة، حيث تطبق العلاقة:

تتميز هذه الطرق بشدة تعقيدها وصعوبتها أثناء عملية السمنتة نظرا لاختلاف الخصائص التركيبية لكل من سائل الحفر والسائل الإسمنتي وسائل الإزاحة، والتغير المستمر كذلك للمكان الذي تشغله هذه السوائل خلال عملية الضخ، إضافة إلى تغير مواصفات السائل الإسمنتي ( خصوصا لزوجته ) تبعا للزمن، وتغير كل من الضغط ودرجة الحرارة في البئر، أي أن قيمة ضغط الجريان تتغير لحظية، حتى عند استخدام غزارة ضخ ثابتة (علما أن الغزارة تتغير بدورها تبعا لعدد أجهزة الضخ والسرعة التي تستخدم بها )، وهذا يزيد من صعوبة استخدام هذه الطرق في حساب القيم الحقيقية للضغط الضائع Pc ، لذلك ينصح باستخدام العلاقة الأولى أعلاه بالرغم من القيم التقريبية التي تعطيها نظرا لسهولتها.

تتغير قيمة الضغط الذي تتعرض له وحدات الضخ كتابع للزمن وللمكان الذي تشغله السوائل في البئر، وتأخذ قيمتها العظمى عند نهاية عملية السمنتة. وتعين هذه القيمة بالعلاقة الآتية:

حيث إن:

Prh - الضغط الإضافي اللازم لمقاومة احتكاك السوائل في حذاء أنابيب التغليف، والتجويف المركزي للفاصل الإسمنتي الأول، وفي رأس السمنة وأنابيب وصله مع وحدات الضخ، وأخيرا لدفع الفواصل الإسمنتية للحركة داخل مواسير التغليف.

تقدر قيمة هذا الضغط الإضافي تبعا لنوعية العناصر المذكورة سابقا بحدود: Prh = 5 kgf/cm².&

- **حساب عدد أجهزة الضخ**:

&إن حساب عدد وحدات الضخ اللازمة أثناء عملية السمنة يتم بعدة طرق، وفيما يلي نستعرض طريقتين هما:

1-الطريقة التي تعتمد على الزمن الذي تستغرقه عملية السمنتة.

2- الطريقة التي تعتمد على سرعة حدية صغرى في الفراغ الحلقي يجب تحقيقها عند جریان السائل الإسمنتي خلف مواسير التغليف.&

1 - طريقة حساب عدد أجهزة الضخ اعتمادا على الزمن الذي تستغرقه عملية السمنتة:

&تحدد هذه الطريقة عدد وحدات الضخ، بحيث يكون زمن عملية السمنتة ( زمن ضخ السائل الإسمنتي + زمن ضخ سائل الإزاحة) أقل أو على الأكثر مساوية لزمن تكاثف السائل الإسمنتي ( زمن بدء الشك ). عدد وحدات الضخ يحدد باستخدام العلاقة الأتية:

حيث tc- الزمن الذي تستغرقه عملية السمنتة بفاصلين عند استخدام جهاز ضخ وحيد، وهو يعين بدوره من العلاقة الأتية: